技术摘要：
本发明公开了一种区域电网中多台无功补偿装置的在线协控方法，当区域电网中存在不同厂家或不同型号的无功补偿装置时，采取主辅控制方式；当区域电网中所有的无功补偿装置为同一厂家的同一型号时，采取自治控制方式。本发明针对区域电网中多台无功补偿装置的协同运行，  全部
背景技术：
无功功率补偿是一种在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电 变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境的技术。所以无功功率补偿装置在 电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的对无功补偿装置进行控制， 可以做到最大限度的减少电网的损耗，稳定电网电压，提高电能质量。反之，如选择或使用 不当，可能造成系统电压波动、谐波增大等诸多不良影响。 目前无功补偿装置主要包括以下几种：无源电力滤波器，该设备兼有无功补偿和 调压功能，一般要根据谐波源的参数和安装点的电气特性以及用户要求专门设计；静止无 功补偿装置(SVC)装置是一种综合治理电压波动和闪变、谐波以及电压不平衡的重要设备。 有源电力滤波器(APF)，APF是一种新型的动态抑制谐波和补偿无功的电力电子装置，它能 对频率和幅值都发生变化的谐波和无功电流进行补偿，主要应用于低压配电系统。其中无 功补偿技术的发展经历了从同步调相机→开关投切固定电容→静止无功补偿器  (SVC)→ 静止无功发生器SVG(STATCOM)的几个不同阶段。根据结构原理的不同，SVC  技术又分为：自 饱和电抗器型(SSR)、晶闸管相控电抗器型(TCR)、晶闸管投切电容器型(TSC)、高阻抗变压 器型(TCT)和励磁控制的电抗器型(AR)。 随着电力电子技术，特别是大功率可关断器件技术的发展和日益完善，国内外还 在研发一种更为先进的静止无功补偿装置静止无功功率发生装置(SVG)，采用以IGBT技术 为代表的有源滤波技术，利用可关断大功率电力电子器件组成自换相桥式电路，经过电抗 器并联在电网上，通过适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制 其交流侧电流，迅速吸收或发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功功率的目的。  SVG 凭借着其响应速度快、可靠性高等优越性能，在电力系统中的应用越来越广泛。在区域电网 中，为控制母线电压，往往安装有多台不同的无功补偿装置，其中包括同一类型的，也包括 不同类型的，如SVG、SVC等等。目前不同的装置都是各自独立运行，不能进行协调控制，各自 按照装置内置的自动控制策略进行动作，从全局来看，不能很好地起到改善区域电网电压 偏差的作用。经常发生因网络通讯延时不同以及各装置调节性能不同，某台装置的调节方 向为抬升电压，发出容性无功，而另一台装置的调节方向为降低电压，发出感性无功，增加 了各台装置不必要的动作次数，形成恶性循环，既影响装置寿命，同时造成了电网电压的反 复波动，亟需设计一种多台无功补偿装置间的协同运行方法，以提高无功补偿的效率和稳 定性，提升电网电能质量，降低电网损耗。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种区域电网中多台无功补偿装置的在线协 4 CN 111555295 A 说　明　书 2/7 页 控方法，考虑区域电网中无功补偿装置的厂家、型号的不同，分别选择相应的协同控制方 式，并根据各台装置的额定容量、等效电阻与电压斜率特性，确定各台装置的无功分配目标 值。 所采取的技术方案是： 一种区域电网中多台无功补偿装置的在线协控方法，当区域电网中存在不同厂家 或不同型号的无功补偿装置时，采取主辅控制方式；当区域电网中所有的无功补偿装置为 同一厂家的同一型号时，采取自治控制方式。 进一步的，所述主辅控制方式，选取其中1台作为主机，其余作为辅机，由主机通过 光纤通讯获取电网信息，分配各台装置的应发无功，各辅机之间不通讯，主机与其进行单向 通讯。 进一步的，在所述主辅控制方式中，当主机故障时，其余辅机会按照预先设定的序 列，由排在最前面的辅机升级为主机，并重新开展后续计算。 进一步的，所述自治控制方式，每台装置地位等同，均通过光纤采集电网信息，各 装置之间、各装置与电网之间均进行双向通讯，分别确定自己应发的无功。 进一步的，在所述自治控制方式中，当某台装置故障时，其他装置重新获取系统参 数，更新计算结果。 具体的，主辅控制方式下的无功补偿容量分配步骤如下： S11，主机通过光纤通讯获取电网实时网络拓扑、电压、电流及上级下达的目标电 压值，计算需补偿的目标无功容量Qd； S12，对于区域电网中存在的n台无功补偿装置，预先通过试验获得每台装置的电 压斜率特性：令所有无功补偿装置发出感性最小无功，记录对应的控制目标母线电压值U0； 令第i台无功补偿装置发出其额定感性无功QNi，其余继续发出感性最小无功，记录对应的控 制目标母线电压值Ui；则第i台装置的电压-无功斜率特性即为 S 1 3，形成电压 -无功斜率特性归一化矩阵K＝[K T1 ,K 2 , . . . ,K n ] ，其中 S14，主机计算每台装置的线损优化系数 形成线损优化系数矩阵  R＝ [r1,r2,...,r ]Tn ， 其中Ri为第i台装置折算到待控制电压母线处的等值电阻； S15，建立补偿系数矩阵A＝[K,R,Z],其中Z＝[z1,z2,...,z ]Tn ， i＝1, 2,...,n； S16，主机计算所有装置分别对应的电压-无功斜率特性、线损优化、额定容量占比 5 CN 111555295 A 说　明　书 3/7 页 的影响程度 j＝1,2,3； S17，主机计算所有装置对应的电压-无功斜率特性、线损优化、额定容量占比的权 重系数 S18，主机根据需补偿的目标无功容量计算电压-无功斜率特性、线损优化、额定容 量占比对应的目标补偿容量Qj＝λj×Qd； S19，主机分配每台装置应发的无功补偿容量 S110，每台装置输出稳定后，主机继续在线监视目标母线电压，若目标母线电压达 到预先设定的母线电压波动范围，则不再改变目标补偿容量。 进一步的，步骤S110中，若目标母线电压未达到预先设定的母线电压波动范围，则 主机重新获取电网实时网络拓扑、电压、电流，计算需要补偿的总容量Qd’，更新原来的  Qd， 然后按步骤S18～步骤S19再次分配每台装置应发出的无功值，直到处于预先设定的母线电 压波动范围内。 具体的，自治控制方式下的无功补偿容量分配步骤如下： S21，每台装置分别通过光纤获取电网状态信息，分别计算需要的目标无功补偿总 容量Qmi； S22，每台装置分别计算电压-无功斜率特性、线损优化、额定容量占比的权重系数 λj； S23，每台装置根据步骤S21中计算的目标无功补偿总容量Qmi，计算各自的电压-无 功斜率特性、线损优化、额定容量占比对应的目标补偿容量 S24，每台装置计算各自应发的无功补偿容量 S25，每台输出稳定后，各自继续在线监视目标母线电压，若目标母线电压达到预 先设定的母线电压波动范围，则不再改变目标补偿容量。 进一步的，步骤S25中，若目标母线电压未达到预先设定的母线电压波动范围，则 各自重新计算需要补偿的总容量Qmi’，更新原来的Qmi，然后按步骤S23～步骤S24再次计算 各自应发出的无功值，直到处于预先设定的母线电压波动范围内。 进一步的，步骤S22中，电压-无功斜率特性、线损优化、额定容量占比的权重系数 λj的计算步骤与主辅控制方式步骤S12～步骤S17的计算步骤一致。 采用上述技术方案所产生的有益效果在于： 1.本发明针对区域电网中多台无功补偿装置的协同运行，既考虑了同一厂家同一 型号的装置情况，同时也考虑了不同厂家不同型号的装置情况，分别采取了不同的控制策 略，更好的符合了工程实际情况。 2.本发明在计算各台装置应发无功目标值时，既考虑了装置本身的电压-无功斜 6 CN 111555295 A 说　明　书 4/7 页 率特性，也考虑了每台装置的额定容量占比，以给每台装置留有较为均衡的无功裕量，同时 还考虑了对区域电网的线损优化，在补偿无功的同时力求降低线损。 3.本发明在每次计算完装置应发无功后，还继续保持在线监测母线电压，以防止 指令下达瞬间电网发生的电压波动造成指令的偏差，形成了闭环监测与控制，控制效果更 加准确。 4.本发明的协同控制方法中涉及的权重系数只需计算一次，具有可操作性强，计 算效率高，便于实现的特点。 5.本发明还设计了某台装置发生故障后的应对措施，适用场景更加全面、灵活。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附 图获得其他的附图。 图1为主辅控制方式的结构图。 图2为自治控制方式的结构图。 图3为实施例一的电压-无功斜率特性表。 图4为实施例二的电压-无功斜率特性表。